JP6774489B2

JP6774489B2 - Methods for using an extension rod and the device to treat spinal deformities

Info

Publication number: JP6774489B2
Application number: JP2018517298A
Authority: JP
Inventors: リンチ，ボビー; ジュクノ，ブラッド; ムズムダル，アディティア; インガルハリカル，アディティア; デーヴィッドゴードン，ジェフリー
Original assignee: グローバスメディカルインコーポレイティッド
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2020-10-21
Anticipated expiration: 2036-10-03
Also published as: US20170095273A1; JP2018531082A; EP3359068A4; EP3359068B1; US9949759B2; EP3359068A1; WO2017062296A1

Description

本発明は、概して、脊椎変形を治療するための伸長ロッドに関し、より具体的には、患者の脊椎に固定され、患者の脊椎に伴って伸長するように手動で延長され得る伸長ロッドに関する。 The present invention relates generally to extension rods for treating spinal deformities, and more specifically to extension rods that are fixed to the patient's spine and can be manually extended to extend with the patient's spine.

脊椎側弯症は、脊椎のいずれの異常な、横向きの湾曲を説明するために使用される用語である。１０〜１８歳の患者に対する脊椎側弯症の最も一般的な形態は、思春期突発性側弯症（ＡＩＳ）と呼ばれる。この種類の脊椎側弯症の特定の原因はいまだ不明であるが、医療分野における進歩が、医者が脊椎側弯症をうまく治療する可能性を子供及び青年で増加させることを可能にする。 Scoliosis is a term used to describe any abnormal, lateral curvature of the spine. The most common form of scoliosis in patients aged 10 to 18 years is called adolescent idiopathic scoliosis (AIS). Although the specific cause of this type of scoliosis is still unknown, advances in the medical field allow doctors to increase the likelihood of successful treatment of scoliosis in children and adolescents.

研究で、脊椎における湾曲は子供の急速な成長期に進行するということを示している。このことから、脊椎後湾症に苦しむ子供は、概して、湾曲の進行を防止し、いくつかの湾曲修正を得るために、医者から外科治療を受けることをすすめられる。 Studies have shown that curvature in the spine progresses during the child's rapid growth phase. For this reason, children suffering from kyphosis are generally advised to undergo surgical treatment from a doctor to prevent the progression of curvature and to obtain some curvature correction.

子供の脊椎側弯症を治療するための脊椎手術の一種が、脊椎の連続的な成長を可能にする移植可能なロッドの使用である。１つまたは２つのロッドが、脊椎の裏を通して子供に移植される。ロッドは、その後フックまたはねじを使用して湾曲の上下の脊椎に固定される。子供は脊椎手術の後も成長し続けるため、彼らの成長に合わせてロッドを伸ばすために、子供は、数か月毎に戻る必要があるであろう。 A type of spinal surgery to treat scoliosis in children is the use of implantable rods that allow continuous growth of the spine. One or two rods are transplanted into the child through the back of the spine. The rod is then fixed to the curved upper and lower spine using hooks or screws. Children will continue to grow after spinal surgery, so they will need to return every few months to stretch the rods as they grow.

この種類の１つの先行技術発明が、Ｗａｌｋｅｒらの米国特許第８，４１９，７３４号において開示される。この先行技術発明は、対象者の骨格系上の１つ以上の場所に脊椎側弯症治療装置を固定することを記載する。脊椎側弯症治療装置は、第１の部分及び第１の部分に対して移動可能に取り付けられる第２の部分を有する。第２の部分は、回転可能に取り付けられた磁気要素によって第１の部分に対して移動するように適合され、つまり第２の部分を磁気要素の回転に応じて移動させるように構成される。磁気要素は、医者が患者の背中にいずれの切開もすることなく、移植された脊椎側弯症治療装置を伸ばすことを可能にする外部調節装置によって移動される。 One prior art invention of this type is disclosed in US Pat. No. 8,419,734 of Walker et al. This prior art invention describes fixing a scoliosis treatment device at one or more locations on a subject's skeletal system. The scoliosis treatment device has a first portion and a second portion that is movably attached to the first portion. The second portion is adapted to move with respect to the first portion by a rotatably attached magnetic element, i.e. the second portion is configured to move in response to rotation of the magnetic element. The magnetic elements are moved by an external regulator that allows the physician to extend the implanted scoliosis treatment device without making any incisions on the patient's back.

しかしながら、この種類の脊椎側弯症治療装置の１つの欠点は、多くの要素及び多数の移動部品を必要とし、そのためこのような装置を特に部品の修理または交換が必要なとき、非常に複雑で、高価な、及び技術的に複雑な要因を招きやすくしている。別の欠点は、外部調節装置が、操作されるための電源を必要とすることである。このような前提条件は、停電のとき、不便で問題となり得る。 However, one drawback of this type of scoliosis treatment device is that it requires many elements and a large number of moving parts, so such a device is very complex, especially when parts need to be repaired or replaced. It is prone to expensive and technically complex factors. Another drawback is that the external regulator requires a power source to operate. Such preconditions can be inconvenient and problematic in the event of a power outage.

したがって、先行技術における欠陥のうちのいくつかを矯正することができる伸長ロッドを提供する必要がある。 Therefore, it is necessary to provide an extension rod capable of correcting some of the defects in the prior art.

本発明は、複雑さを低減した、ユーザにより手動で延長され得る伸長ロッドを提供することによって、先行技術における欠陥のうちのいくつかを矯正する。 The present invention corrects some of the defects in the prior art by providing an extension rod that can be manually extended by the user with reduced complexity.

本発明の例示的な実施形態の伸長ロッドは、患者の脊椎の長さ方向に沿って皮下に移植され、固定されるように適合される。伸長ロッドは、ベースロッド、ベースロッドに摺動可能に結合され、ギアラックを伴って配置された遠位部分を有する延長可能なロッド、及び伸延ユニットを備える。 The extension rods of the exemplary embodiments of the invention are adapted to be implanted and fixed subcutaneously along the length direction of the patient's spine. The extension rod comprises a base rod, an extendable rod slidably coupled to the base rod and having a distal portion arranged with a gear rack, and an extension unit.

伸延ユニットは、ベースロッドに対する延長可能なロッドの直線移動を容易にするために１つ以上の機械要素を提供する。一般に、伸延ユニットは、（ｉ）ベースロッドに取り付けられたハウジング、（ｉｉ）ハウジングの外側から外部ドライバによってアクセス可能な、回転可能なドライブインターフェース、及び（ｉｉｉ）回転可能なドライブインターフェースの回転が、ギアラックを通じて延長可能なロッドの直線移動をもたらすように、ハウジング内に収容され、回転可能なドライブインターフェース及びギアラックに結合されたドライブギア機構を備える。 The extension unit provides one or more mechanical elements to facilitate linear movement of the extendable rod relative to the base rod. In general, the extension unit has (i) a housing attached to the base rod, (ii) a rotatable drive interface accessible by an external screwdriver from outside the housing, and (iii) a rotatable drive interface rotation. It is housed in a housing and includes a rotatable drive interface and a drive gear mechanism coupled to the gear rack to provide linear movement of the rods that can be extended through the gear rack.

患者は伸長ロッドの移植後も成長し続ける可能性があるので、患者は、患者の成長に合うように伸長ロッドを延長させるために医者の元へ（例えば、医者の各診察から２か月、４か月、６か月後等に）戻ることが必要となるであろう。これは、外部ドライバで回転可能なドライブインターフェースにアクセスするために患者の背中に小さな切開をすることによって達成され得る。回転可能なドライブインターフェースは、医者によって用いられた外部ドライバに物理的に結合され、外部ドライバによって手動で回転されるように適合される。医者が回転可能なドライブインターフェースを第１の方向（例えば、時計回り）において回転させる際、延長可能なロッドのギアラックを通る直線移動をもたらす。直線移動は、延長可能なロッドをベースロッドに対して直線的に移動させるために、ギアラックと連携するドライブギア機構においてギアの結果となる。ハウジング内に収容されたラッチ機構は、ドライブギア機構上に掛けるように構成され、回転可能なドライブインターフェースが延長可能なロッドを格納するために第２の方向（例えば、反時計回り）における回転を可能にすることを防止する。ラッチ機構はまた、例えば患者が上体を起こす、立つ、歩く等をしているとき、ドライブギア機構が、延長可能なロッドが脊椎の圧力下で格納されることを防止するための手段を提供する。 Since the patient may continue to grow after transplantation of the extension rod, the patient should go to the doctor to extend the extension rod to match the patient's growth (eg, 2 months after each visit to the doctor). It will be necessary to return (after 4 months, 6 months, etc.). This can be achieved by making a small incision in the patient's back to access a rotatable drive interface with an external screwdriver. The rotatable drive interface is physically coupled to an external screwdriver used by the doctor and adapted to be manually rotated by the external screwdriver. When the physician rotates the rotatable drive interface in a first direction (eg, clockwise), it results in a linear movement of the extendable rod through the gear rack. Linear movement results in gears in the drive gear mechanism that works with the gear rack to move the extendable rod linearly with respect to the base rod. The latch mechanism housed in the housing is configured to hang over the drive gear mechanism and the rotatable drive interface rotates in a second direction (eg, counterclockwise) to accommodate the extendable rod. Prevent making possible. The latch mechanism also provides a means for the drive gear mechanism to prevent the extendable rod from being retracted under spinal pressure, for example when the patient is raising, standing, walking, etc. To do.

ラッチ機構を外すために提供されたものは、ハウジングの外側に配置された回転可能なカムインターフェースである。医者は、外部カムドライバを使用することよって、回転可能なカムインターフェースにアクセスすることができる。ドライバを使用して回転可能なカムインターフェースを回転させることで、ハウジング内に使用されたカムがドライブギア機構からラッチ機構を外し、それによって医者が第２の方向において回転可能なドライブインターフェースを回転させることを可能にする。この特徴は、延長可能なロッドが延長されすぎている場合、医者が伸長ロッドの全体長を微調整することを可能にする。 Provided to disengage the latching mechanism is a rotatable cam interface located on the outside of the housing. The doctor can access the rotatable cam interface by using an external cam driver. By using a driver to rotate the rotatable cam interface, the cam used in the housing disengages the latch mechanism from the drive gear mechanism, which allows the doctor to rotate the rotatable drive interface in the second direction. Make it possible. This feature allows the physician to fine-tune the overall length of the extension rod if the extendable rod is overextended.

例示的な実施形態の伸長ロッドのような、複雑さを低減した、手動で操作される移植装置を提供することによって、より少ない要素及び可動部品が、電源の必要性なく移植装置を延長及び格納するために使用され得る。 By providing a less complex, manually operated implanter, such as the extension rod of the exemplary embodiment, fewer elements and moving parts extend and retract the implanter without the need for a power source. Can be used to

本発明の代替的な実施形態において、異なる種類のギア及びギア構成が、延長可能なロッドをベースロッドに対して延長させるために用いられる。 In an alternative embodiment of the invention, different types of gears and gear configurations are used to extend the extendable rod relative to the base rod.

本発明のさらなる代替的な実施形態において、延長可能なロッドは、伸長ロッドの流体接続体に結合された流体導入口を通じて流体圧を適用する手段によって、ベースロッドに対して延長される。流体圧は、接続体に入り、延長可能なロッドを延長させるためにピストンを前方に押し進める。 In a further alternative embodiment of the invention, the extendable rod is extended relative to the base rod by means of applying fluid pressure through a fluid inlet coupled to the fluid connection of the extension rod. The fluid pressure enters the junction and pushes the piston forward to extend the extendable rod.

さらに別の代替的な実施形態において、伸長ロッドは、患者の皮膚の表面上でトグルスイッチを増分的に押すことによって、延長されるように適合される。 In yet another alternative embodiment, the extension rod is adapted to be extended by incrementally pressing a toggle switch on the surface of the patient's skin.

本発明のこれらの利点は、以下の開示及び添付の請求項から明らかとなるであろう。
本発明の例示的な実施形態に従う、折り畳まれた構成における伸長ロッドの斜視図である。本発明の例示的な実施形態に従う、完全に延長された構成における図１の伸長ロッドの斜視図である。本発明の例示的な実施形態に従う、伸延ユニットのハウジングの外側を図示する。本発明の例示的な実施形態に従う、伸延ユニットのハウジングの内側を図示する。本発明の例示的な実施形態に従う、伸長ロッドのベースロッド上に配置された開口部を図示する。本発明の例示的な実施形態に従う、伸延ユニットのハウジング上に配置された開口部を図示する。伸長ロッドの延長可能なロッドが格納されることを可能にするためのカム及びラッチ構成を図示する。本発明の代替的な実施形態に従う、複合ギアの一方の側面を示す、ギア列を有する延長可能なロッドを図示する。本発明の代替的な実施形態に従う、図７Ａのギア列の他方の側面を図示する。本発明の代替的な実施形態に従う、折り畳まれた構成における液圧伸長ロッドの斜視図である。本発明の代替的な実施形態に従う、完全に延長された構成における図８Ａの液圧伸長ロッドの斜視図である。本発明の代替的な実施形態に従う、流体圧力を通して延長可能なロッドを延長させるための流体接続体、流体導入口、及びピストンの分解組み立て図である。本発明のさらに別の代替的な実施形態に従う、伸長ロッドの斜視図である。図１０の伸長ロッドを形成する要素を図示する。図１０の伸長ロッドの断面図である。図１０の伸長ロッドを延長させるための一方向の、摺動するのこぎり歯状クラッチを図示する。 These advantages of the present invention will become apparent from the following claims and attachments.
FIG. 6 is a perspective view of an extension rod in a folded configuration according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the extension rod of FIG. 1 in a fully extended configuration according to an exemplary embodiment of the present invention. The outside of the housing of the stretching unit according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. The inside of the housing of the stretching unit according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. An opening arranged on the base rod of an extension rod according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. An opening arranged on the housing of the stretching unit according to an exemplary embodiment of the present invention is illustrated. A cam and latch configuration is illustrated to allow the extendable rod of the extension rod to be stowed. An extendable rod with a gear train, showing one side of a composite gear, according to an alternative embodiment of the present invention is illustrated. The other side of the gear train of FIG. 7A is illustrated according to an alternative embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of a hydraulic extension rod in a folded configuration according to an alternative embodiment of the present invention. FIG. 8A is a perspective view of the hydraulic extension rod of FIG. 8A in a fully extended configuration according to an alternative embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded assembly view of a fluid connector, a fluid inlet, and a piston for extending a rod that is extendable through fluid pressure, according to an alternative embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of an extension rod according to yet another alternative embodiment of the present invention. The elements forming the extension rod of FIG. 10 are illustrated. It is sectional drawing of the extension rod of FIG. A unidirectional, sliding sawtooth clutch for extending the extension rod of FIG. 10 is illustrated.

図１は、本発明の例示的な実施形態に従って、折り畳まれた構成における伸長ロッド１００を示す。伸長ロッドは、ベースロッド１０２、延長可能なロッド１０４、及び伸延ユニット１０６を備える。伸長ロッド１００を形成するこれらの要素の各々は、生体適合性プラスチック、金属、金属合金、またはそれらの組み合わせから構築され得る。生体適合性金属及び金属合金は、例えば、限定するものではないが、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム、またはそれらのいずれの組み合わせとなり得る。しかしながら、伸長ロッド１００の要素のうちのいくつかが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の、耐久性のある熱可塑性ポリマーから作製される代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 FIG. 1 shows an extension rod 100 in a folded configuration according to an exemplary embodiment of the invention. The extension rod includes a base rod 102, an extendable rod 104, and an extension unit 106. Each of these elements forming the extension rod 100 can be constructed from biocompatible plastics, metals, metal alloys, or combinations thereof. The biocompatible metals and metal alloys can be, for example, but not limited to, titanium, titanium alloys, stainless steel, cobalt chromium, or any combination thereof. However, the fabrication and use of alternative embodiments in which some of the elements of the extension rod 100 are made from a durable thermoplastic polymer, such as polyetheretherketone (PEEK), are disclosed herein. It will be obvious to those skilled in the art after reading.

例示的な実施形態に従って、延長可能なロッド１０４は、ベースロッド１０２に摺動可能に結合され、ギアラックを伴って配置された近位部分を有する。延長可能なロッドは、延長可能なロッドがベースロッド内へ、及びベースロッドから外へ伸縮自在に摺動することを可能にするために、ベースロッド１０２の直径よりもわずかに小さな直径を有するように構築され得る。ベースロッド１０２は延長可能なロッド１０４内に、及び延長可能なロッド１０４から外へ摺動するように適合され得る代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 According to an exemplary embodiment, the extendable rod 104 has a proximal portion slidably coupled to the base rod 102 and placed with a gear rack. The extendable rod should have a diameter slightly smaller than the diameter of the base rod 102 to allow the extendable rod to flexibly slide in and out of the base rod. Can be built into. Those skilled in the art have read this disclosure of how to make and use alternative embodiments in which the base rod 102 can be adapted to slide into and out of the extendable rod 104. Will be clear.

図２は、本発明の例示的な実施形態に従う、完全に延長された構成における伸長ロッド１００を示す。この図において、延長可能なロッド１０４は、医者が伸延ユニット１０６の外側上に配置された回転可能なドライブインターフェースを手動で回転させることに応じて、ベースロッド１０２に対して完全に延長される。医者はまた、延長可能なロッド１０４を所望の伸延長さまで格納することによって、伸長ロッド１００の長さを微調整することができる。医者は、伸延ユニット１０６の外側上に配置された回転可能なカムインターフェースを反対方向において手動で回転させることによって、これを達成することができる。延長可能なロッド１０４の例示的な実施形態は、交換または取り外しが必要となる前に最低３年半の成長を可能にするように適合される。しかしながら、延長可能なロッド１０４が、交換または取り外しが必要となる前の３年半前後の成長に適合される代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。本発明のこれらの特徴は、以下の図３及び４に関して、より詳細に記載されるであろう。 FIG. 2 shows an extension rod 100 in a fully extended configuration according to an exemplary embodiment of the invention. In this figure, the extendable rod 104 is fully extended with respect to the base rod 102 as the physician manually rotates a rotatable drive interface located on the outside of the extension unit 106. The doctor can also fine-tune the length of the extension rod 100 by retracting the extendable rod 104 to the desired extension. The doctor can achieve this by manually rotating the rotatable cam interface located on the outside of the extension unit 106 in the opposite direction. An exemplary embodiment of the extendable rod 104 is adapted to allow growth of at least three and a half years before it needs to be replaced or removed. However, a method of making and using an alternative embodiment in which the extendable rod 104 is adapted for growth around three and a half years before it needs to be replaced or removed will be appreciated by those skilled in the art after reading this disclosure. Will be clear. These features of the present invention will be described in more detail with respect to FIGS. 3 and 4 below.

図３は、本発明の例示的な実施形態に従う、伸延ユニット１０６の外側の斜視図である。伸延ユニットは、ハウジング３０２、回転可能なドライブインターフェース３０４、ガイド壁３０６、凹部３０８、回転可能なカムインターフェース３１０、及びカバープレート３１２を備える。伸延ユニット１０６のこれらの要素の各々は、生体適合性プラスチック、金属、金属合金、またはそれらの組み合わせから構築され得る。生体適合性金属及び金属合金は、例えば、限定するものではないが、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム、またはそれらのいずれの組み合わせとなり得る。 FIG. 3 is an outside perspective view of the stretching unit 106 according to an exemplary embodiment of the present invention. The stretching unit includes a housing 302, a rotatable drive interface 304, a guide wall 306, a recess 308, a rotatable cam interface 310, and a cover plate 312. Each of these elements of the stretching unit 106 can be constructed from biocompatible plastics, metals, metal alloys, or combinations thereof. The biocompatible metals and metal alloys can be, for example, but not limited to, titanium, titanium alloys, stainless steel, cobalt chromium, or any combination thereof.

図において示されるように、回転可能なドライブインターフェース３０４は、ハウジング３０２の外側上に配置され、外部ドライバを介して医者にアクセス可能である。回転可能なドライブインターフェース３０４は、六角形形状であり、外部ドライバの対応する形状の凹部内で受容されるように適合される。回転可能なドライブインターフェース３０４は、例えば、限定するものではないが、３５ｍｍ六角形ドライブインターフェースとなり得る。回転可能なドライブインターフェース３０４は、六角形形状として図示されるが、回転可能なドライブインターフェース３０４が外部ドライバの凹部によって受容され得る限り、いずれの形状及び大きさをも有することができる代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 As shown in the figure, the rotatable drive interface 304 is located on the outside of the housing 302 and is accessible to the doctor via an external screwdriver. The rotatable drive interface 304 is hexagonal in shape and is adapted to be received within the correspondingly shaped recesses of the external screwdriver. The rotatable drive interface 304 can be, for example, but not limited to, a 35 mm hexagonal drive interface. The rotatable drive interface 304 is illustrated as a hexagonal shape, but an alternative embodiment that can have any shape and size as long as the rotatable drive interface 304 can be accepted by the recesses of the external driver. How to make and use the forms will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure.

図においてさらに示されるように、回転可能なドライブインターフェース３０４は、ガイドされた壁の外面上に配置された一対の反対方向に位置決めされた凹部３０８を有する、ガイド壁３０６によって囲まれる。１つの凹部３０８のみが図において示されるが、ガイド壁３０６の片面は、ガイド壁の他方の片面の実質的な鏡像であることが、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。例示的な実施形態に従って、各凹部３０８は、外部ドライバ上に配置された、対応する形状及び大きさの突起部、フック等を受容するように適合される。一旦受容されると、外部ドライバは、外部ドライバの横方向移動が防止されるようにガイド壁３０６に係止される。この機構は、外部ドライバが、医者がそれを回す際に回転可能なドライブインターフェース３０４から外れることを防止するために役立つ。ガイドされた壁３０６の物理的な構造はまた、回転可能なドライブインターフェース３０４が皮膚下に位置付けられるかどうかを医者が判定することに役立つという付加的な利点も有する。 As further shown in the figure, the rotatable drive interface 304 is surrounded by a guide wall 306 having a pair of oppositely positioned recesses 308 located on the outer surface of the guided wall. Although only one recess 308 is shown in the figure, it will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure that one side of the guide wall 306 is a substantial mirror image of the other side of the guide wall. .. According to an exemplary embodiment, each recess 308 is adapted to receive correspondingly shaped and sized protrusions, hooks, etc. placed on an external driver. Once accepted, the external driver is locked to the guide wall 306 to prevent lateral movement of the external driver. This mechanism helps prevent the external screwdriver from coming off the rotatable drive interface 304 as the doctor turns it. The physical structure of the guided wall 306 also has the additional advantage of helping the physician determine if the rotatable drive interface 304 is positioned under the skin.

ハウジング３０２はまた、ハウジング３０２内に収容されたカムに結合される回転可能なカムインターフェース３１０を含む。図は回転可能なカムインターフェース３１０を対応する形状の外部カムドライバを受容するための溝付きヘッドを有するとして図示するが、回転可能なカムインターフェース３１０が、外部ドライバを受容することができる限り、いずれの形状及び大きさをも有することができるということが、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。以下により詳細に考察されるように、図４を参照すると、インターフェース３１０を回転させることで、医者が延長可能なロッド１０４を格納することができるように、ハウジング３０２内に収容されたカムがドライブ機構からラッチを係合解除させる。 The housing 302 also includes a rotatable cam interface 310 coupled to a cam housed within the housing 302. The figure is illustrated assuming that the rotatable cam interface 310 has a grooved head for receiving an external cam driver of the corresponding shape, but as long as the rotatable cam interface 310 can accept the external driver. It will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure that they can also have the shape and size of. As discussed in more detail below, with reference to FIG. 4, rotating the interface 310 drives a cam housed within the housing 302 so that the physician can store the extendable rod 104. Disengage the latch from the mechanism.

図４は、本発明の例示的な実施形態に従う伸延ユニット１０６、つまりハウジング３０２の内部の断面図である。伸延ユニットの内部は、ドライブギア４０２、アイドラギア４０４、ピニオン４０６、カム４０８、及びラッチ４１０を備える。伸長ロッド１００を形成する全ての要素のように、要素４０２〜４１０は、生体適合性プラスチック、金属、金属合金、またはそれらの組み合わせから構築され得る。生体適合性金属及び金属合金は、例えば、限定するものではないが、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム、またはそれらのいずれの組み合わせとなり得る。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the inside of the extension unit 106, that is, the housing 302, according to an exemplary embodiment of the present invention. The inside of the extension unit includes a drive gear 402, an idler gear 404, a pinion 406, a cam 408, and a latch 410. Like all the elements that form the extension rod 100, the elements 402-410 can be constructed from biocompatible plastics, metals, metal alloys, or combinations thereof. The biocompatible metals and metal alloys can be, for example, but not limited to, titanium, titanium alloys, stainless steel, cobalt chromium, or any combination thereof.

ハウジング３０２からカバープレート３１２を取り外すと、回転可能なドライブインターフェース３０４及びギアラック４１２に結合されたドライブギア機構が現れる。ギアラック４１２は、延長可能なロッド１０４の近位部分上に好ましくは配置されるが、ギアラック４１２が、延長可能なロッド１０４の長さ方向に沿って配置される本発明の代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 Removing the cover plate 312 from the housing 302 reveals a drive gear mechanism coupled to a rotatable drive interface 304 and a gear rack 412. Although the gear rack 412 is preferably located on the proximal portion of the extendable rod 104, an alternative embodiment of the invention in which the gear rack 412 is located along the length direction of the extendable rod 104. The fabrication and method of use will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure.

例示的な実施形態に従い、ドライブギア機構は、ドライブギア４０２、アイドラギア４０４、及びピニオン４０６を備える。これらのギアは、図において示されるように互いに結合し合い、「単一のギア列」を形成する。ドライブギア４０２とピニオン４０６との間のギア比は、好ましくは２−対−１（すなわち、２：１比）である。このことが意味することは、ピニオン４０４はドライブギア４０２の２倍の歯を有するということである。しかしながら、伸延ユニット１０６は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の数のギア及び異なるギア比範囲を有するように構成されることができるということが、当業者は、本開示を読んだ後で理解するであろう。例えば、ギア比の範囲は、１．５の下限及び１０の上限を有することができる。 According to an exemplary embodiment, the drive gear mechanism comprises a drive gear 402, an idler gear 404, and a pinion 406. These gears combine with each other as shown in the figure to form a "single gear train". The gear ratio between the drive gear 402 and the pinion 406 is preferably 2-to-1 (ie, 2: 1 ratio). This means that the pinion 404 has twice as many teeth as the drive gear 402. However, those skilled in the art have read this disclosure that the stretching unit 106 can be configured to have any number of gears and different gear ratio ranges without departing from the scope of the invention. You will understand later. For example, the range of gear ratios can have a lower limit of 1.5 and an upper limit of 10.

さらに、図４は３つのギアを有するとしてドライブギア機構を図示するのみであるが、ドライブギア機構が図示されたものより増減したギア数を有する本発明の代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。例えば、限定するものではないが、ドライブギア機構は、本発明の範囲から逸脱することなく、１つのギア、２つのギア、１０のギア等を有することができる。また、他の種類のギア及びギア列が、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得るということが、当業者には明らかであろう。他の種類のギアは、例えば、限定するものではないが、平歯車、斜歯歯車、ヘリングボーン歯車、フェースギア、ねじ歯車等、またはそれらの組み合わせを含み得る。他の種類のギア列は、例えば、限定するものではないが、複合ギア列、反転ギア列、遊星ギア列等、またはそれらの組み合わせを含み得る。最後に、伸延ユニット１０６が、本発明の範囲から逸脱することなく異なる数のギア及び異なるギア比を有するように構成され得る本発明の代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 Further, although FIG. 4 only illustrates the drive gear mechanism assuming that it has three gears, a method of making and using an alternative embodiment of the present invention in which the drive gear mechanism has an increased or decreased number of gears than those shown. However, it will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure. For example, without limitation, the drive gear mechanism can have one gear, two gears, ten gears, and the like without departing from the scope of the present invention. It will also be apparent to those skilled in the art that other types of gears and gear trains can be used without departing from the scope of the invention. Other types of gears may include, but are not limited to, spur gears, oblique gears, herringbone gears, face gears, threaded gears and the like, or combinations thereof. Other types of gear trains may include, but are not limited to, composite gear trains, reverse gear trains, planetary gear trains, and the like, or combinations thereof. Finally, the fabrication and use of alternative embodiments of the invention in which the stretching unit 106 can be configured to have different numbers of gears and different gear ratios without departing from the scope of the invention. It will be obvious to those skilled in the art after reading.

上記で簡潔に記載されるように、回転可能なドライブインターフェース３０４は、ハウジング３０２の外側から外部ドライバによってアクセスされるように適合される。回転可能なドライブインターフェースはまた、延長可能なロッドをベースロッドに対して延長及び格納するため外部ドライバに物理的に結合され、外部ドライバによって手動で回転されるように適合される。より具体的には、インターフェース３０４を第１の方向（例えば、時計回り）において回転させることは、ドライブギア４０２を同じ方向で回転させる。ドライブギア４０２の回転移動に応じて、アイドラギア４０４はまた、反対方向において回転し始めるであろう、一方ピニオン４０６は、ドライブギア４０２と同じ方向において回転するであろう。このように、ギア４０２、４０４、及び４０６は、回転可能なドライブインターフェース３０４に結合され、このような方法で回転可能なドライブインターフェースの回転が、各々のギアを同時に回転させる。ギア４０２、４０４、及び４０６からの回転移動は、その後ピニオン４０６をギアラック４１２に結合することにより直線移動に転換される。 As briefly described above, the rotatable drive interface 304 is adapted to be accessed by an external driver from outside the housing 302. The rotatable drive interface is also physically coupled to an external driver to extend and store the extendable rod relative to the base rod and is adapted to be manually rotated by the external driver. More specifically, rotating the interface 304 in the first direction (eg, clockwise) causes the drive gear 402 to rotate in the same direction. In response to the rotational movement of the drive gear 402, the idler gear 404 will also begin to rotate in the opposite direction, while the pinion 406 will rotate in the same direction as the drive gear 402. In this way, the gears 402, 404, and 406 are coupled to the rotatable drive interface 304, and the rotation of the drive interface rotatable in this way causes each gear to rotate simultaneously. The rotational movement from the gears 402, 404, and 406 is then converted to linear movement by coupling the pinion 406 to the gear rack 412.

ピニオン４０６とギアラック４１２との間を結合することは、図２及び３において示されるように伸延ユニット１０６のハウジング３０２をベースロッド１０２に結合させることによって可能とされる。より具体的には、図５Ａにおいて示されるように、ベースロッド１０２の外面は、開口部５０２を伴って機械加工される。開口部５０２は、ベースロッド１０２の遠位部分において配置される。開口部５０２はまた、図４において見られることができる。同様に、ハウジング３０２は、ハウジングの一方の側面上に配置された開口部５０４を有する。ハウジング３０２の開口部５０４は、図５Ｂにおいて示される。例示的な実施形態に従い、ピニオン４０６の歯５０８は、ハウジング３０２の開口部５０４のわずかに外側に延在する。このことは、ハウジング３０２がベースロッド１０２に結合されるとき、ピニオン４０６の歯５０８がベースロッド１０２の開口部５０２を通じて延在することを可能にし、ギアラック４１２の歯５０６を係合し、それによってラックピニオン構成を形成する。上記で考察されたように、ピニオン４０６の回転移動は、延長可能なロッド１０４が、回転可能なドライブインターフェース３０４の回転される方向によって、延長されるかまたは格納されることができるように、ギアラック４１２によって直線移動に転換される。 The coupling between the pinion 406 and the gear rack 412 is made possible by coupling the housing 302 of the extension unit 106 to the base rod 102 as shown in FIGS. 2 and 3. More specifically, as shown in FIG. 5A, the outer surface of the base rod 102 is machined with an opening 502. The opening 502 is located in the distal portion of the base rod 102. The opening 502 can also be seen in FIG. Similarly, the housing 302 has an opening 504 located on one side of the housing. The opening 504 of the housing 302 is shown in FIG. 5B. According to an exemplary embodiment, the teeth 508 of the pinion 406 extend slightly outward of the opening 504 of the housing 302. This allows the teeth 508 of the pinion 406 to extend through the opening 502 of the base rod 102 when the housing 302 is coupled to the base rod 102, thereby engaging the teeth 506 of the gear rack 412. Form a rack and pinion configuration. As discussed above, the rotational movement of the pinion 406 is such that the extendable rod 104 can be extended or retracted depending on the direction of rotation of the rotatable drive interface 304. It is converted to linear movement by 412.

図４に戻って参照すると、ハウジング３０２内に収容されたラッチ機構は、延長可能なロッド１０４を格納する方向（例えば、反時計回り方向）での回転可能なドライブインターフェース３０４の回転が禁止されるように、ドライブギア機構のギア上に掛けるように適合される。例示的な実施形態に従い、ラッチ機構は、ドライブギア機構を係止するように付勢されるラッチ４１０を備える。図において示されるように、ラッチ４１０は、アイドラギア４０４上に掛けるように付勢され、アイドラギア４０４を係止する。ラッチ４１０は、例示的な実施形態においてアイドラギア４０４を係止するように付勢されるが、ラッチ４１０が代わりにドライブギア４０２またはピニオン４０６を係止するように付勢される本発明の代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 Returning to FIG. 4, the latch mechanism housed in the housing 302 prohibits rotation of the rotatable drive interface 304 in a direction (eg, counterclockwise) for accommodating the extendable rod 104. As such, it is adapted to hang on the gear of the drive gear mechanism. According to an exemplary embodiment, the latch mechanism comprises a latch 410 that is urged to lock the drive gear mechanism. As shown in the figure, the latch 410 is urged to hang over the idler gear 404 and locks the idler gear 404. The latch 410 is urged to lock the idler gear 404 in an exemplary embodiment, but an alternative to the invention in which the latch 410 is urged to lock the drive gear 402 or pinion 406 instead. How to make and use these embodiments will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure.

例示的な実施形態で続けると、ラッチ４１０は、アイドラギア４０４の一対の隣接する歯の間に受容されるようにサイズ決定及び成形される。ラッチ４１０は、例示的な実施形態において、ばね式であり、回転可能なドライブインターフェース３０４がロッド１０４を延長させるために時計回り方向において回転される際、前後に歯止めで動かすように適合される。しかしながら、アイドラギア４０４の谷底部／ピッチに対するラッチ４１０の大きさ及び形状により、回転可能なドライブインターフェース３０４がロッド１０４を格納するための反時計回り方向において回転されるとき、ラッチ４１０が前後に歯止めで動き得ることを防止する。つまり、ラッチ４１０は、回転可能なドライブインターフェース３０４が延長可能なロッド１０４を格納する方向において回転されるとき、アイドラギア４０４の一対の隣接する歯の間から外れないはずである。本発明のこの特徴は、伸長ロッド１００の移植後に脊椎上に与えられた下向きの圧力（例えば、患者が上体を起こす、立つ等しているとき）は、ギア４０２、４０４、４０６がロッド１０４を意図的ではなく回転、及び不意に格納させないであろうという点において、有利である。 Continuing with the exemplary embodiment, the latch 410 is sized and molded to be received between a pair of adjacent teeth of the idler gear 404. The latch 410, in an exemplary embodiment, is spring-loaded and is adapted to actuate back and forth as the rotatable drive interface 304 is rotated clockwise to extend the rod 104. However, due to the size and shape of the latch 410 with respect to the valley bottom / pitch of the idler gear 404, when the rotatable drive interface 304 is rotated counterclockwise to accommodate the rod 104, the latch 410 is pawled back and forth. Prevents you from being able to move. That is, the latch 410 should not disengage between the pair of adjacent teeth of the idler gear 404 when the rotatable drive interface 304 is rotated in the direction of accommodating the extendable rod 104. This feature of the present invention is that the downward pressure applied on the spine after implantation of the extension rod 100 (eg, when the patient is upright, standing, etc.) is such that gears 402, 404, 406 are rod 104. It is advantageous in that it will not unintentionally rotate and store it unexpectedly.

図６は、例示的な実施形態に従うアイドラギア４０４の一対の隣接する歯の間から外されたラッチ４１０を示す。ラッチ４１０を外すために、回転可能なカムインターフェース３１０が、提供される。回転可能なカムインターフェースは、ハウジング３０２の外側から外部カムドライバによってアクセス可能である。回転可能なカムインターフェース３１０は、回転可能なカムインターフェースの回転により、ラッチ機構が、延長可能なロッド１０４を格納する、または延長させる方向において、ドライブギア機構が回転することを禁止、または可能とするように、カム４０８に結合される。 FIG. 6 shows a latch 410 disengaged between a pair of adjacent teeth of an idler gear 404 according to an exemplary embodiment. A rotatable cam interface 310 is provided to disengage the latch 410. The rotatable cam interface is accessible by an external cam driver from the outside of the housing 302. The rotatable cam interface 310 prohibits or allows the drive gear mechanism to rotate in a direction in which the latch mechanism stores or extends the extendable rod 104 due to the rotation of the rotatable cam interface. As such, it is coupled to cam 408.

具体的に、回転可能なカムインターフェース３１０は、回転可能なカムインターフェース３１０の回転により、カム４０８の先端がラッチと係合するか、またはラッチ４１０との物理的な接触から自由となるように、外部カムドライバ３１０に物理的に結合され、外部カムドライバ３１０によって手動で回転されるように適合される。回転可能なカムインターフェース３１０は、カム３１０の先端が、ラッチ４１０のレバー６０２に抗して当接し、ストッパ６０４に抗してそれを固定するまで、第１の方向（例えば、反時計回り）においてハウジング３０２の外側から回転可能となる。このことは、ラッチ４１０がアイドラギア４０４の一対の隣接する歯の間から外されることをもたらす。このことはまた、医者が延長可能なロッド１０４を所望の長さまで格納するためにインターフェース３０４を回転することができるように、外された位置においてラッチ４１０を保持する。所望の長さに達した後、医者は、ラッチ４１０をアイドラギア４０４の一対の隣接する歯の間に位置決めし、それによって延長可能なロッド１０４を格納する方向における回転から、ギア４０２、４０４、及び４０６を係止するため、第２の方向（例えば、時計回り）においてインターフェース３１０を回転させるように外部カムドライバを使用することができる。 Specifically, the rotatable cam interface 310 is such that the rotation of the rotatable cam interface 310 causes the tip of the cam 408 to engage the latch or to be free from physical contact with the latch 410. It is physically coupled to the external cam driver 310 and adapted to be manually rotated by the external cam driver 310. The rotatable cam interface 310 is in a first direction (eg, counterclockwise) until the tip of the cam 310 abuts against the lever 602 of the latch 410 and secures it against the stopper 604. It can rotate from the outside of the housing 302. This results in the latch 410 being disengaged from between the pair of adjacent teeth of the idler gear 404. This also holds the latch 410 in the detached position so that the physician can rotate the interface 304 to retract the extendable rod 104 to the desired length. After reaching the desired length, the doctor positions the latch 410 between a pair of adjacent teeth of the idler gear 404, thereby from rotation in the direction of retracting the extendable rod 104, gears 402, 404, and An external cam driver can be used to rotate the interface 310 in a second direction (eg, clockwise) to lock the 406.

伸長ロッド１００の要素が特に詳細に説明されてきたが、伸長ロッド１００を使用する実施例がこれより説明されるであろう。伸長ロッド１００が患者の体内に移植された後、患者は、患者の成長に合うように伸長ロッド１００を延長させるため医者の元へ数か月毎に戻ることが必要となり得る。伸長ロッド１００を延長させるために、医者は伸延ユニット１０６がどこに位置付けられるか、特にガイド壁３０６が患者の皮膚の下のどこに位置付けられるかについて探るために手を使用する。一旦位置付けると、小さな切開を、ガイド壁３０６近くの患者の背中に作る。外部ドライバを小さな切開を通じて挿入し、ハウジング３０２の外側から回転可能なドライブインターフェース３０４に物理的に結合する。一旦結合されると、医者は、結合された外部ドライバを使用して回転可能なドライブインターフェース３０４を手動で回転させ得る。上記で考察されるように、図３〜６に関して、インターフェース３０４を回転させることはまた、ドライブギア４０２、アイドラギア４０４、及びピニオン４０６を回転させ、つまりこれらのギアの各々は、回転可能なドライブインターフェース３０４に物理的または間接的いずれかで結合されるからである。これらのギアの回転移動は、その後ピニオン４０６をギアラック４１２に結合することによって作成されたラックピニオン構成を通じて直線移動に転換される。ギアラック４１２の直線移動は、延長可能なロッド１０４をベースロッド１０２に対して直線的に延長させる。同様に、インターフェース３０４を反対方向において回転させることは、図３〜６に関して、上記で考察されるように、延長可能なロッド１０４をベースロッド１０２に対して直線的に格納させる。 Although the elements of the extension rod 100 have been described in particular detail, embodiments using the extension rod 100 will be described below. After the extension rod 100 is implanted in the patient's body, the patient may need to return to the doctor every few months to extend the extension rod 100 to match the patient's growth. To extend the extension rod 100, doctors use their hands to find out where the extension unit 106 is located, especially where the guide wall 306 is located under the patient's skin. Once positioned, a small incision is made on the patient's back near the guide wall 306. An external screwdriver is inserted through a small incision and physically coupled to the rotatable drive interface 304 from the outside of the housing 302. Once combined, the physician may manually rotate the rotatable drive interface 304 using the combined external screwdriver. As discussed above, with respect to FIGS. 3-6, rotating the interface 304 also rotates the drive gear 402, idler gear 404, and pinion 406, i.e. each of these gears is a rotatable drive interface. This is because it is bound to 304 either physically or indirectly. The rotational movement of these gears is then converted to linear movement through a rack and pinion configuration created by coupling the pinion 406 to the gear rack 412. The linear movement of the gear rack 412 causes the extendable rod 104 to extend linearly with respect to the base rod 102. Similarly, rotating the interface 304 in opposite directions causes the extendable rod 104 to retract linearly with respect to the base rod 102, as discussed above with respect to FIGS. 3-6.

「手動の」回転可能なドライブインターフェース３０４の回転は、例えば、限定するものではないが、外部ドライバを回転可能なドライブインターフェース３０４に物理的に結合させ、その後医者が物理的に結合された外部ドライバを時計回りまたは反時計回り方向において手動で回転させることを含むということが注目されるべきである。この実施形態において、外部ドライバは、例えば、限定するものではないが、電動ではないソケットレンチと類似している。 The rotation of the "manual" rotatable drive interface 304 is, for example, but not limited to, the external driver physically coupled to the rotatable drive interface 304 and then physically coupled by the doctor. It should be noted that this involves manually rotating the device in a clockwise or counterclockwise direction. In this embodiment, the external screwdriver is, for example, similar to, but not limited to, a non-electric socket wrench.

代替的な実施形態において、「手動の」回転可能なドライブインターフェース３０４の回転は、例えば、限定するものではないが、外部ドライバを回転可能なドライブインターフェース３０４に物理的に結合させ、その後物理的に結合された外部ドライバに給電するために１つ以上のボタンを作動させることを含む。この実施形態において、電源は、手動でインターフェース３０４を回すために物理的に結合された外部ドライバの電力を提供する。 In an alternative embodiment, the rotation of the "manual" rotatable drive interface 304 is, for example, physically, but not limited to, physically coupling an external driver to the rotatable drive interface 304 and then physically. Includes activating one or more buttons to power the combined external driver. In this embodiment, the power supply provides the power of a physically coupled external driver for manually turning the interface 304.

図７Ａ及び７Ｂは、上記で考察された延長可能なロッド１０４の代替的な実施形態を図示する。図７Ａは、カバープレート３１２が取り外された伸延ユニット１０６のハウジング３０２の一方の側面を図示する。代替的な実施形態におけるハウジング３０２内に収容されるのは、４つのギア、すなわちドライブギア７０２、大きなギアの一方の側面上に結合された小さなギア７０６を有する、大きなギア７０４によって形成された複合ギア、及びピニオン７０８である。小さなギア７０６は、図７Ｂにおいて示される。 7A and 7B illustrate alternative embodiments of the extendable rod 104 discussed above. FIG. 7A illustrates one side of the housing 302 of the extension unit 106 from which the cover plate 312 has been removed. Contained within the housing 302 in the alternative embodiment is a composite formed by four gears, the drive gear 702, a large gear 704 having a small gear 706 coupled on one side of the large gear. Gear and pinion 708. The small gear 706 is shown in FIG. 7B.

代替的な実施形態に従って、ドライブギア７０２は、大きなギア７０４に（図７Ａにおいて示されるように）結合され、小さなギア７０６は、ピニオン７０８に（図７Ｂにおいて示されるように）結合される。ピニオン７０８は順に、図３〜５Ｂに関して、上記で考察されるように、ギアラック４１２に結合される。この代替的な実施形態におけるギア構成は、例えば、限定するものではないが、４−対−１（すなわち、４：１比）のギア比を有する。しかしながら、当業者は、伸延ユニット１０６が本発明の範囲から逸脱することなく異なる数のギア及び異なるギア比を有するように構成されることができるということを、本開示を読んだ後で理解するであろう。 According to an alternative embodiment, the drive gear 702 is coupled to the large gear 704 (as shown in FIG. 7A) and the small gear 706 is coupled to the pinion 708 (as shown in FIG. 7B). The pinion 708 is in turn coupled to the gear rack 412 as discussed above with respect to FIGS. 3-5B. The gear configuration in this alternative embodiment has, for example, but is not limited to, a gear ratio of 4-to-1 (ie, 4: 1 ratio). However, one of ordinary skill in the art will understand after reading this disclosure that the stretching unit 106 can be configured to have different numbers of gears and different gear ratios without departing from the scope of the invention. Will.

延長可能なロッド１０４をベースロッド１０２に対して延長または格納させるために、回転可能なドライブインターフェース３０４は、図３〜５Ｂを参照して、上記で考察されるように、時計回りまたは反時計回りの方向においてそれぞれ回転されることができる。インターフェース３０４がドライブギア７０２を回転させる際、大きなギア７０４及び小さなギア７０６もまた、ドライブギア７０２とは反対方向において、回転する。小さなギア７０６とピニオン７０８との間の結合は、上記で考察されるように、ギアラック４１２を通じて延長可能なロッド１０４の直線移動をもたらす。図７Ａ及び７Ｂは、上記で考察されたラッチ機構（例えば、ラッチ４１０、回転可能なカムインターフェース３１０、カム４０８、ストッパ６０４等）を図示しないが、当業者は、この代替的な実施形態がラッチ機構を含むように構成され得ることを理解するであろう。複合ギアを含むギア列を有する利点は、延長可能なロッド１０４を延長させるために伸延力により容易に達する能力である。 To extend or retract the extendable rod 104 with respect to the base rod 102, the rotatable drive interface 304 is clockwise or counterclockwise, as discussed above, with reference to FIGS. 3-5B. Can be rotated in each of the directions. As the interface 304 rotates the drive gear 702, the large gear 704 and the small gear 706 also rotate in the opposite direction of the drive gear 702. The coupling between the small gear 706 and the pinion 708 results in a linear movement of the rod 104 that is extendable through the gear rack 412, as discussed above. Although FIGS. 7A and 7B do not illustrate the latching mechanism discussed above (eg, latch 410, rotatable cam interface 310, cam 408, stopper 604, etc.), those skilled in the art will appreciate this alternative embodiment of the latch. You will understand that it can be configured to include a mechanism. The advantage of having a gear train that includes compound gears is the ability to easily reach by extension force to extend the extendable rod 104.

図８Ａは、本発明の代替的な実施形態に従って、折り畳まれた構成における伸長ロッド８００を示す。伸長ロッドは、ベースロッド８０２、延長可能なロッド８０４、流体接続体８０６、流体導入口８０８、ピストン８１０、ばね式ボール８１２、流体シール８１４、端部シール８１６、入力管８１８、及びポート８２０を備える。 FIG. 8A shows the extension rod 800 in a folded configuration according to an alternative embodiment of the invention. The extension rod comprises a base rod 802, an extendable rod 804, a fluid connector 806, a fluid inlet 808, a piston 810, a spring-loaded ball 812, a fluid seal 814, an end seal 816, an input tube 818, and a port 820. ..

図８Ｂは、本発明の代替的な実施形態に従う、完全に延長された構成における伸長ロッド８００を示す。下記でより詳細に考察されるように、図９に関して、延長可能なロッド８０４は、流体導入口８０８を通じて流体圧力が適用されることに応じて、ベースロッド８０２に対して完全に延長され、ピストン８１２を前方に押し進める。 FIG. 8B shows an extension rod 800 in a fully extended configuration according to an alternative embodiment of the invention. As discussed in more detail below, with respect to FIG. 9, the extendable rod 804 is fully extended relative to the base rod 802 and the piston as fluid pressure is applied through the fluid inlet 808. Push 812 forward.

次に図９に移り、代替的な実施形態に従い、伸長ロッド８００は、患者の脊椎に沿って移植され、患者の成長に合わせて移植後に拡張されることができる。より具体的には、伸長ロッド８００は、流体導入口８０８上に配置された入力管８１８にアクセスするために患者の背中に小さな切開をすることによって拡張されることができ、流体導入口は伸長ロッド８００の接続体８０６に結合される。一旦アクセス可能となると、流体搬送装置に結合された流体ホースは、流体導入口８０８の入力管８１８に接続される。流体搬送装置は、その後流体導入口８０８を通じて流体圧（例えば、生理食塩水等）を適用するように操作される。流体圧は、ポート８２０を出て、ピストン８１２を前方に押し進め、それによってロッド８０４をベースロッド８０２に対して延長させる。３つの流体シールが図において示されるが、ピストン８１０が図示されたものよりも増減した流体シールを有する、本発明の代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。伸長ロッド８００が、延長可能なロッド８０４があまりにも遠くに延長され、接続体８０６から分断され得ることを防止する端部シール８１６を有することもまた注目されるべきである。 Then moving to FIG. 9, according to an alternative embodiment, the extension rod 800 is implanted along the patient's spine and can be expanded post-implantation as the patient grows. More specifically, the extension rod 800 can be extended by making a small incision in the patient's back to access the input tube 818 located on the fluid inlet 808, which extends the fluid inlet. It is coupled to the connecting body 806 of the rod 800. Once accessible, the fluid hose coupled to the fluid transfer device is connected to the input tube 818 of the fluid inlet 808. The fluid transfer device is then operated to apply fluid pressure (eg, saline, etc.) through the fluid inlet 808. Fluid pressure exits port 820 and pushes piston 812 forward, thereby extending rod 804 with respect to base rod 802. Three fluid seals are shown in the figure, but the fabrication and use of alternative embodiments of the invention, in which the piston 810 has more or less fluid seals than shown, are described after reading this disclosure. It will be obvious to the trader. It should also be noted that the extension rod 800 has an end seal 816 that prevents the extendable rod 804 from being extended too far away from the connector 806.

一旦延長可能なロッド８０４が、所望の伸延の長さに達すると、延長可能なロッド８０４は、負荷圧力下となるであろう。この負荷圧力は、延長可能なロッド８０４自体を後方に格納するために押し進めるであろう。このとき、ばね式ボール８１２は、ピストン８１０の凹部内に配置された傾斜をせり上げる。このことは、ボール８１２を流体接続体８０６の側面に抗して押圧し、それによって延長可能なロッド８０４のいずれのさらなる格納を止める。一旦延長可能なロッド８０４がそれ自体の格納を止められると、流体圧は、流体接続体８０６の流体圧を空にするためにアクセスポートから抜かれ得る。 Once the extendable rod 804 reaches the desired extension length, the extendable rod 804 will be under load pressure. This load pressure will push the extendable rod 804 itself back to retract. At this time, the spring-type ball 812 raises the inclination arranged in the recess of the piston 810. This presses the ball 812 against the sides of the fluid connector 806, thereby stopping any further containment of the extendable rod 804. Once the extendable rod 804 is stopped retracting itself, the fluid pressure can be removed from the access port to empty the fluid pressure of the fluid connector 806.

伸長ロッド８００の設計は、小径を有し、また設計の複雑さが最小限であることから有利である。伸長ロッド８００はまた、流体圧が移植中に効力がない、つまり、流体及び圧力が、延長可能なロッド８０４がベースロッド８０２に対して延長されているときのみ導入されるため、有利である。この設計から、伸長ロッド８００は、受動的な伸長機構となることができる。脊椎が成長する際、伸長ロッド８００は、外部の操縦による援助なく、患者の体内で前進されることができる伸長ロッド８００が、受動的及び容易な操作性の両方である（必要とされる場合）という事実は、患者にとって追加の手術の必要性を減らす。 The design of the extension rod 800 is advantageous due to its small diameter and minimal design complexity. The extension rod 800 is also advantageous because the fluid pressure is ineffective during implantation, i.e. the fluid and pressure are introduced only when the extendable rod 804 is extended relative to the base rod 802. From this design, the extension rod 800 can be a passive extension mechanism. As the spine grows, the extension rod 800 can be advanced within the patient's body without the assistance of external maneuvers. The extension rod 800 is both passive and easy to operate (if required). The fact reduces the need for additional surgery for the patient.

図１０は、本発明のさらなる代替的な実施形態を図示する。伸長ロッド１０００は、延長可能なロッド１００２、連結具１００４、トグルスイッチ１００６、ばね１００８、及びベースロッド１０１０を備える。伸長ロッド１０００を形成するこれらの要素の各々は、生体適合性プラスチック、金属、金属合金、またはそれらの組み合わせから構築され得る。生体適合性金属及び金属合金は、例えば、限定するものではないが、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム、またはそれらのいずれの組み合わせとなり得る。しかしながら、伸長ロッド１０００の要素のうちのいくつかが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の、耐久性のある熱可塑性ポリマーから作製されることができる代替的な実施形態の作製及び使用方法が、本開示を読んだ後の当業者には明らかであろう。 FIG. 10 illustrates a further alternative embodiment of the present invention. The extension rod 1000 includes an extendable rod 1002, a connector 1004, a toggle switch 1006, a spring 1008, and a base rod 1010. Each of these elements forming the extension rod 1000 can be constructed from biocompatible plastics, metals, metal alloys, or combinations thereof. The biocompatible metals and metal alloys can be, for example, but not limited to, titanium, titanium alloys, stainless steel, cobalt chromium, or any combination thereof. However, alternative embodiments in which some of the elements of the extension rod 1000 can be made from a durable thermoplastic polymer, such as polyetheretherketone (PEEK), are made and used. It will be apparent to those skilled in the art after reading this disclosure.

代替的な実施形態に従って、延長可能なロッド１００２の外面は、ねじ山１０３０を伴って配置される。好ましくは、延長可能なロッド１００２の外面の一部のみが、ねじ山１０３０に螺合される。しかしながら、他の実施形態において、延長可能なロッドの全長は、ねじ山１０３０を伴って配置される。延長可能なロッド１００２の近位部分は、連結具１００４の遠位部分内に受容され、遠位部分内に螺合されるように適合される。 According to an alternative embodiment, the outer surface of the extendable rod 1002 is arranged with a thread 1030. Preferably, only a portion of the outer surface of the extendable rod 1002 is screwed onto the thread 1030. However, in other embodiments, the overall length of the extendable rod is arranged with a thread 1030. The proximal portion of the extendable rod 1002 is received within the distal portion of the connector 1004 and adapted to be screwed into the distal portion.

連結具１００４は、延長可能なロッド１００２及びベースロッド１０１０を受容するための貫通孔を有する。図１２において示されるように、連結具１００４の遠位部分の内面は、ねじ山１０４０を伴って配置される。連結具１００４のこれらのねじ山は、延長可能なロッド１００２が連結具１００４の遠位部分内に受容され、遠位部分内に螺合されることを可能とする。連結具１００４の近位部分または中間部分の内面は、溝１０１２を伴って配置される。溝は、ベースロッドが連結具１００４の貫通孔内及び貫通孔の外へ摺動することが可能になることを防止するために、ベースロッド１０１０に結合された保持リング１０１４を受容するように適合される。 The connector 1004 has a through hole for receiving the extendable rod 1002 and the base rod 1010. As shown in FIG. 12, the inner surface of the distal portion of the connector 1004 is arranged with a thread 1040. These threads on the connector 1004 allow the extendable rod 1002 to be received within the distal portion of the connector 1004 and screwed into the distal portion. The inner surface of the proximal or intermediate portion of the connector 1004 is arranged with the groove 1012. The groove is adapted to receive the retention ring 1014 coupled to the base rod 1010 to prevent the base rod from sliding into and out of the through hole of the connector 1004. Will be done.

図１１及び１３においてさらに示されるように、連結具１００４の近位部分は、一方向の、摺動する、のこぎり歯状クラッチを形成するためにトグルスイッチ１００６の歯１０６０に噛合するように適合された歯１０５０を伴って配置される。連結具１００４及びトグルスイッチ１００６の歯は、図において示されるように、対称の傾斜縁を有する面取りである。傾斜縁は、連結具１００４の歯１０５０がトグルスイッチ１００６上に配置された歯１０６０の傾斜縁に沿って摺動することを可能にする。要素１００４及び１００６の歯の傾斜縁の角度は、例えば、限定するものではないが、１０°、４５°、６５°等となり得る。下記でより詳細に考察されるように、一方向の、摺動する、のこぎり歯状クラッチは、連結具１００４が回転し、延長可能なロッド１００２の直線移動をもたらすことを可能にする。 As further shown in FIGS. 11 and 13, the proximal portion of the connector 1004 is adapted to mesh with the teeth 1060 of the toggle switch 1006 to form a unidirectional, sliding, sawtooth clutch. Arranged with a tooth 1050. The teeth of the connector 1004 and the toggle switch 1006 are chamfered with symmetrical inclined edges, as shown in the figure. The slanted edge allows the tooth 1050 of the connector 1004 to slide along the slanted edge of the tooth 1060 disposed on the toggle switch 1006. The angles of the inclined edges of the teeth of elements 1004 and 1006 can be, for example, but not limited to, 10 °, 45 °, 65 ° and the like. As discussed in more detail below, a unidirectional, sliding, sawtooth clutch allows the connector 1004 to rotate and provide linear movement of the extendable rod 1002.

トグルスイッチ１００６は、ベースロッド１０１０を受容するための貫通孔を伴って配置される。トグルスイッチ１００６の貫通孔の内面は、ばね１００８を受容するように適合される切り欠きを有する。トグルスイッチ１００６はまた、連結具１００４に対して延長可能なロッド１００２の直線移動をもたらすためにユーザ（例えば、医者、看護師等）によって操作されることができる第１のトグル１０１６及び第２のトグル１０１８を伴って配置される。 The toggle switch 1006 is arranged with a through hole for receiving the base rod 1010. The inner surface of the through hole of the toggle switch 1006 has a notch adapted to receive the spring 1008. The toggle switch 1006 can also be operated by a user (eg, a doctor, a nurse, etc.) to provide linear movement of the rod 1002 that is extendable relative to the connector 1004, the first toggle 1016 and the second. Arranged with a toggle 1018.

ベースロッド１０１０の遠位部分は、保持リング１０１４を受容するための溝１０２０を伴って配置される。上記で考察されるように、保持リング１０１４は、ベースロッド１０１０が溝１０１２内に着座したとき連結具１００４の貫通孔内及び貫通孔の外へ摺動することが可能になることを防止するように適合される。ベースロッド１０１０の近位部分は、ばね１００８に抗して当接するように適合される下面を有する円形突起部を伴って配置される。 The distal portion of the base rod 1010 is arranged with a groove 1020 for receiving the retention ring 1014. As discussed above, the retaining ring 1014 prevents the base rod 1010 from sliding into and out of the through hole of the connector 1004 when seated in the groove 1012. Is adapted to. The proximal portion of the base rod 1010 is arranged with a circular protrusion having a lower surface that is adapted to abut against the spring 1008.

伸長ロッド１０００を使用する方法を、これより記載する。伸長ロッド１０００が患者の脊椎に沿って移植された後、伸長ロッドを、患者の成長に合わせるために定期的に延長する必要がある。本開示において記載された他の実施形態とは異なり、この代替的な実施形態は、伸長ロッド１０００の長さを延長させるための機構にアクセスする患者の背中の切開をする必要がない。その代わりに、医者は、自分の手を単に使用して、患者の背中側からの皮膚の下でトグルスイッチ１００６が位置付けられる場所を探ることができる。一旦医者がトグルスイッチ１００６を位置付けると、第１のトグル１０１６または第２のトグル１０１８は、伸長ロッド１０００を伸ばすために操作されることができる。この考察の目的について、限定するものではないが、第１のトグル１０１６は、伸長ロッド１０００を伸ばすために使用されるであろう。 The method of using the extension rod 1000 will be described below. After the extension rod 1000 is implanted along the patient's spine, the extension rod needs to be extended regularly to match the patient's growth. Unlike the other embodiments described in the present disclosure, this alternative embodiment does not require an incision in the patient's back to access a mechanism for extending the length of the extension rod 1000. Instead, the doctor can simply use his or her hand to find out where the toggle switch 1006 is located under the skin from the patient's back. Once the physician has positioned the toggle switch 1006, the first toggle 1016 or the second toggle 1018 can be manipulated to extend the extension rod 1000. For the purposes of this discussion, but not limited to, a first toggle 1016 will be used to extend the extension rod 1000.

より具体的には、医者は、患者の皮膚の表面上で１回以上第１のトグル１０１６を押圧することができる。この押圧動作は、トグルスイッチ１００６を同じ方向において増分的に回転させ、第１のトグル１０１６は、例えば、時計回り方向において押圧される。トグルスイッチ１００６が増分的に時計回り方向に回転する際、トグルスイッチ１００６の歯１０６０は、連結具１００４の歯１０５０に抗して当接し、それによって連結具も同様に回転するように駆動するであろう。連結具１００４がベースロッド１００２に螺合されるため、この方法において回転する連結具１００４は、延長可能なロッド１００２を連結具の貫通孔から外へ戻り、そのため伸長ロッド１０００の長さが延長される。 More specifically, the doctor can press the first toggle 1016 more than once on the surface of the patient's skin. This pressing operation causes the toggle switch 1006 to be incrementally rotated in the same direction, and the first toggle 1016 is pressed, for example, in the clockwise direction. As the toggle switch 1006 rotates incrementally clockwise, the teeth 1060 of the toggle switch 1006 abut against the teeth 1050 of the connector 1004, thereby driving the connector to rotate as well. There will be. Since the connector 1004 is screwed into the base rod 1002, the rotating connector 1004 in this method returns the extendable rod 1002 out of the through hole in the connector, thus extending the length of the extension rod 1000. To.

しかしながら、第２のトグル１０１８を押圧することは、連結具１００４を反対方向、換言すると、反時計回りに回転させないということが注目されるべきである。これは、連結具１００４の歯１０５０及びトグルスイッチ１００６の歯１０６０が、一方向の、摺動するのこぎり歯状クラッチを協働して形成するからである。より具体的には、第２のトグル１０１８が医者によって押圧される際、トグルスイッチ１００６の歯１０６０の傾斜縁が、連結具１００４の歯１０５０の傾斜縁に沿って摺動する。このことが、トグルスイッチ１００６を連結具１００４から離れて押し出し、ばね１００８に抗して圧縮させる。ばね１００８はその後、トグルスイッチ１００６の歯１０６０が連結具１００４の歯１０５０と再度噛合するまで、円形突起部１０２２の下面に抗して圧縮される。 However, it should be noted that pressing the second toggle 1018 does not rotate the connector 1004 in the opposite direction, in other words, counterclockwise. This is because the teeth 1050 of the connector 1004 and the teeth 1060 of the toggle switch 1006 cooperate to form a unidirectional, sliding sawtooth clutch. More specifically, when the second toggle 1018 is pressed by a doctor, the inclined edge of the tooth 1060 of the toggle switch 1006 slides along the inclined edge of the tooth 1050 of the connector 1004. This pushes the toggle switch 1006 away from the connector 1004 and compresses it against the spring 1008. The spring 1008 is then compressed against the lower surface of the circular protrusion 1022 until the teeth 1060 of the toggle switch 1006 reengage with the teeth 1050 of the connector 1004.

上記で注目されるように、この代替的な実施形態は、伸長ロッドを延長させるために切開を必要としないという点で有利である。 As noted above, this alternative embodiment is advantageous in that it does not require an incision to extend the extension rod.

本開示は、いくつかの実施形態を記載し、本発明の多くの変化が、本開示を読んだ後の当業者によって容易に考案されることができ、本発明の範囲が、下記請求項によって決定されるということが理解される。 The present disclosure describes some embodiments, many variations of the invention can be readily devised by those skilled in the art after reading the present disclosure, and the scope of the invention is defined by the following claims. It is understood that it will be decided.

Claims

脊椎の変形を治療するために前記脊椎の長さ方向に沿って固定されるように適合された伸長ロッドであって、
ベースロッドと、
前記ベースロッドに摺動可能に結合され、ギアラックを伴って配置されている近位部分を有する延長可能なロッドと、
伸延ユニットであって、
（ｉ）前記ベースロッドに取り付けられたハウジングと、
（ｉｉ）前記ハウジングの外側から外部ドライバによってアクセス可能な、回転可能なドライブインターフェースと、
（ｉｉｉ）前記回転可能なドライブインターフェースの回転が、前記ギアラックを通じて前記延長可能なロッドの直線移動をもたらすように、前記ハウジング内に収容され、前記回転可能なドライブインターフェース及び前記ギアラックに結合されたドライブギア機構と、を有し、前記ドライブギア機構が、ドライブギア及び前記回転可能なドライブインターフェースに結合されたピニオンを含み、これによって前記回転可能なドライブインターフェースの回転が、前記ドライブギア及び前記ピニオンを回転させる、伸延ユニットと、を備える、伸長ロッド。 An extension rod adapted to be fixed along the length direction of the spine to treat spinal deformity, the extension rod.
With the base rod
An extendable rod with a proximal portion that is slidably coupled to the base rod and is located with a gear rack.
It ’s an extension unit,
(I) The housing attached to the base rod and
(Ii) A rotatable drive interface accessible by an external driver from outside the housing.
(Iii) A drive housed in the housing and coupled to the rotatable drive interface and the gear rack such that rotation of the rotatable drive interface results in linear movement of the extendable rod through the gear rack. possess a gear mechanism, wherein the drive gear mechanism comprises a pinion coupled to the drive gear and said rotatable drive interface, whereby rotation of said rotatable drive interface, said drive gear and said pinion Ru is rotated, comprises a distracting unit, a decompression rod.

前記ドライブギア機構が、１．５のギア比下限を有し、
及び、前記ドライブギア機構が、１０のギア比上限を有する、請求項１に記載の伸長ロッド。 The drive gear mechanism has a gear ratio lower limit of 1.5.
The extension rod according to claim 1, wherein the drive gear mechanism has an upper limit of 10 gear ratios.

前記ピニオンが、前記ピニオンの回転が前記ギアラックを通じて前記延長可能なロッドの前記直線移動をもたらすように前記ギアラックに結合されている、請求項１に記載の伸長ロッド。 The extension rod according to claim 1 , wherein the pinion is coupled to the gear rack so that rotation of the pinion results in the linear movement of the extendable rod through the gear rack.

前記ドライブギア機構が、前記ドライブギア及び前記ピニオンに結合され、それらの間に位置決めされたアイドラギアを含み、これによって簡単なギア列を形成している、請求項１に記載の伸長ロッド。 The extension rod according to claim 1 , wherein the drive gear mechanism includes an idler gear coupled to the drive gear and the pinion and positioned between them, thereby forming a simple gear train.

前記ドライブギア及び前記アイドラギアが、同じ大きさであり、同じ数の歯を有する、請求項１に記載の伸長ロッド。 The extension rod according to claim 1 , wherein the drive gear and the idler gear have the same size and the same number of teeth.

前記ベースロッドが、前記ハウジング上に配置された第２の開口部と実質的に同じ大きさ及び形状である第１の開口部を有し、
前記第１及び第２の開口部が、互いに重なり合って、前記ピニオンの歯が前記ギアラックの歯と噛合することを可能にする、請求項１に記載の伸長ロッド。 The base rod has a first opening that is substantially the same size and shape as the second opening that is located on the housing.
The extension rod according to claim 1, wherein the first and second openings overlap each other to allow the teeth of the pinion to mesh with the teeth of the gear rack.

前記回転可能なドライブインターフェースが、前記ハウジングの外側から前記外部ドライバによってアクセスされ、前記延長可能なロッドを前記ベースロッドに対して延長及び格納するために前記外部ドライバに物理的に結合され、かつ前記外部ドライバによって手動で回転されるように適合されている、請求項１に記載の伸長ロッド。 The rotatable drive interface is accessed by the external driver from outside the housing and is physically coupled to the external driver to extend and store the extendable rod with respect to the base rod, and said. The extension rod according to claim 1, which is adapted to be manually rotated by an external screwdriver.

前記伸延ユニットが、
前記延長可能なロッドを格納する方向での前記回転可能なドライブインターフェースの回転が禁止されるように、前記ハウジング内に収容され、前記ドライブギア機構のギア上に掛けられるように適合されたラッチ機構をさらに含む、請求項１に記載の伸長ロッド。 The extension unit
A latch mechanism housed in the housing and adapted to be hung on the gear of the drive gear mechanism so that rotation of the rotatable drive interface in the direction of accommodating the extendable rod is prohibited. The extension rod according to claim 1, further comprising.

前記ラッチ機構が、前記ドライブギア機構を係止するように付勢されるラッチを含む、請求項８に記載の伸長ロッド。 The extension rod according to claim 8 , wherein the latch mechanism includes a latch that is urged to lock the drive gear mechanism.

前記ラッチが、前記ギアの一対の隣接する歯の間に受容されて、前記回転可能なドライブインターフェースの前記延長可能なロッドを格納する方向における回転を禁止するようにサイズ決定及び成形されている、請求項９に記載の伸長ロッド。 The latch is received between a pair of adjacent teeth of the gear and is sized and molded to prevent rotation of the rotatable drive interface in the direction of accommodating the extendable rod. The extension rod according to claim 9 .

前記伸延ユニットが、
前記ハウジングの外側から外部カムドライバによってアクセス可能な、回転可能なカムインターフェースと、
前記回転可能なカムインターフェースの回転により、前記ラッチ機構が、前記延長可能なロッドを格納する、または延長させる方向において、前記ドライブギア機構が回転することを禁止する、または可能とするように、前記ハウジング内に収容され、前記回転可能なカムインターフェースに結合されたカムと、をさらに含む、請求項８に記載の伸長ロッド。 The extension unit
A rotatable cam interface accessible from the outside of the housing by an external cam driver,
The rotation of the rotatable cam interface prevents or allows the drive gear mechanism to rotate in a direction in which the latch mechanism retracts or extends the extendable rod. The extension rod according to claim 8 , further comprising a cam housed in a housing and coupled to the rotatable cam interface.

前記回転可能なカムインターフェースが、前記回転可能なカムインターフェースの回転により前記カムの先端が前記ラッチと係合するか、または前記ラッチとの物理的な接触から自由となるように、前記外部カムドライバに物理的に結合され、前記外部カムドライバによって手動で回転されるように適合されている、請求項１１に記載の伸長ロッド。 The external cam driver so that the rotatable cam interface is freed from physical contact with the latch by engaging the tip of the cam with the rotation of the rotatable cam interface. physically coupled, it said is adapted to be manually rotated by an external cam driver, extension rod according to claim 1 1.

前記ハウジングが、
前記回転可能なドライブインターフェースを囲むガイド壁をさらに含み、
前記ガイド壁が、一対の反対側に位置決めされた凹部を有し、それらの各々が、前記外部ドライバの横方向の移動を防止するために前記外部ドライバの対応する突起を受容するように適合されている、請求項１に記載の伸長ロッド。 The housing
Further including a guide wall surrounding the rotatable drive interface,
The guide walls have a pair of oppositely positioned recesses, each of which is adapted to accept the corresponding protrusions of the external driver to prevent lateral movement of the external driver. The extension rod according to claim 1.